Views
1 year ago

OCAK - MART 2017 SAYI 75

YpB6sb

Şekil 5: Okyanus

Şekil 5: Okyanus bilimciler tarafından numune toplamak için kullanılan yumuşak parmaklar (SquishyFingers) [7] (sol üst ve alt). Uzunluğu yaklaşık 5 cm olan, ilk tamamen yumuşak otonom robot “Octobot” [8] (sağ üst). Zorlu çevresel şartlarda hareket edebilen otonom yumuşak robot [9] (sağ alt). (Fotoğraflar Harvard Mikrorobotik Laboratuvarı’nın izni ile kullanılmıştır). Yaptığımız robotların büyük çoğunluğunu, doğadaki ipuçlarını kullanarak geliştiriyoruz ve çok farklı şekilde çalışan robotlar ya da robotik elamanlar üretiyoruz. nusların genetik haritasını çıkarmaya çalışan okyanus bilimcilere önemli bir araç sağlanmıştır. Yakın zamanda ahtapottan esinlenerek ve tamamen üç boyutlu yazıcı kullanılarak üretilen yumuşak robot “Octobot”, ilk bütünüyle yumuşak malzemeden oluşan otonom robot özelliğini taşımaktadır. Bu küçük robot, gövdesinin içinde gerçeklesen kimyasal reaksiyon sonucunda ortaya çıkan gazın oluşturratuvarı’nda yumuşak malzemeler kullanılarak geliştirilen robotlara örnekler Şekil 5’te gösterilmiştir. Bu robotlardan biri olan süngerimsi yumuşak parmaklar (Squishyfingers), okyanus bilimciler tarafından yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Okyanuslardaki bitki ve hayvanlar sert kıskaçlarla yakalandıklarında yaşadıkları strese bağlı olarak DNA yapılarında değişiklikler olduğu gözlemlenmiştir. Bu sebeple deniz canlılarının oldukça hassas aletler kullanılarak yakalanması gerekmektedir. Süngerimsi yumuşak parmakların üretiminde kullanılan fiberlerin farklı yönlerde kullanılmasıyla parmakların bükülme, kıvrılma, kıvrılarak bükülme gibi farklı işlevleri gerçekleştirmesi sağlanmaktadır. Böylelikle, okyaduğu basınçla kollarını hareket ettirmektedir. Bir başka yumuşak robot ise “Octobot”un tersine oldukça büyük boyutta olup zorlu çevresel şartlarda kolaylıkla hareket edebilmektedir. Bu robot, sıvı plastik malzemelerin özel hazırlanmış kalıplarda sertleşmesiyle formunu kazanmakta ve yine hava basıncıyla ayaklarını hareket ettirerek tırtıl gibi ilerlemektedir. Burada bir parantez açarak, yumuşak malzemelerin sadece robotların yapımında değil, eyleyici ve sensor gibi tamamlayıcı robot elemanlarının üretiminde de kullanıldığını belirtmek istiyorum. Örneğin, dielektrik elastomerler elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirebilmekte, dolayısıyla kas benzeri yumuşak eyleyiciler yapmakta kullanılmaktadır. Şekil 6’da örneği görülen dielektrik elastomer eyleyiciler, farklı malzemeler kullanılarak ve çok katmanlı üretim metodu ile üretilmekte ve geleneksel eyle- itü vakfı dergisi 39

İNSANLAŞAN MAKİNALAR - YAPAY ZEKÂ yicilerle mümkün olmayan karmaşık hareketleri yapabilmektedirler. Yumuşak eyleyicilerin yani sıra, silikon elastomerler kullanılarak üretilen hiperelastik gerilme sensorleri de giyilebilir robotik (rehabilitasyon ya da hareketleri kolaylaştırıcı giyilebilir iskelet sistemleri), tıbbi teşhis ve insan-bilgisayar etkileşimi gibi farklı alanlarda kullanılmaktadır. Bu sensörler genellikle silikon elastomer yapının içindeki mikro kanallara iletken bir akışkanın (sıvı metal) doldurulmasıyla ya da mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren piezoelektrik malzemelerin silikon elastomerler içine gömülmesiyle üretilmektedir. Görüldüğü gibi, yaptığımız robotların büyük çoğunluğunu, doğadaki ipuçlarını kullanarak geliştiriyoruz ve çok farklı şekilde çalışan robotlar ya da robotik elamanlar üretiyoruz. Gerek ben gerekse arkadaşlarım, yaptığımız sunumların sonunda bu robotların neden ilgimizi çektiği ya da neden bu robotları yaptığımızla ilgili sorular alıyoruz. Bizim için en önemli motivasyon kaynağı ve bizi bu çalışmaları yapmak için heyecanlandıran başlıca nokta, mikro-robotik biliminin, akışkanlar mekaniği, mikro-üretim ve biyomühendislik gibi birçok alanı kapsayan ve bu alanlarla ilgili konuları çalışabileceğimiz temel bir araştırma konusu olması. Bunun yanında, geliştirdiğimiz teknolojileri kullanarak, minimal invaziv cerrahi aletler üretiyoruz. Doğadan esinlenerek robotik sistemler geliştirmek bizim baş- Çocukların ve gençlerin ilgisini “Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik” (STEM – Science, Technology, Engineering and Mathematics) konularına çekmek ve onları bu alanlarda heyecanlandırmak için, bu robotik sistemlerin eğitim araçları olarak kullanılmasının önemine de dikkat çekmek istiyorum. 40 itü vakfı dergisi Şekil 6: Dielektrik elastomer kullanılarak yapılmış, 2 cmX 2 cm ölçülerinde kas benzeri yumuşak eyleyici [10] (üst). Sıvı metalin silikon elastomer içindeki mikro kanallara enjekte edilmesiyle üretilmiş gerilme sensoru [11] (alt). (Fotoğraflar Harvard Mikrorobotik Laboratuvarı’nın izni ile kullanılmıştır). lıca itici gücümüzü oluştursa da, bu doğrultunun yavaş yavaş tersine döndüğünü de görmekteyiz. Biyoloji bilimlerinde araştırma yapan arkadaşlarımız, gerçek hayvanlarla yapmakta zorlandıkları bilimsel deneyleri, o hayvanların hareketlerini taklit edebilen robotlarımızla yaparak, doğal sistemler üzerindeki hipotezlerini test etmeye başladılar. Böylece geliştirdiğimiz robotlar için yepyeni bir uygulama alanı da ortaya çıkmış oldu ki, bunun gelecekte birçok bilimsel araştırmanın önünü açacağını düşünüyoruz. Orta ve uzun vadede ise, bu robotların insanların giremediği enkaz içinde arama-kurtarma faaliyetleri, tehlikeli ortamlarda keşif ve inceleme, uzayda keşif ve inceleme gibi görevlerde de kullanılmasını öngörüyoruz. Son olarak, çocukların ve gençlerin ilgisini “Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik” (STEM – Science, Technology, Engineering and Mathematics) konularına çekmek ve onları bu alanlarda heyecanlandırmak için, bu robotik sistemlerin eğitim araçları olarak kullanılmasının önemine de dikkat çekmek istiyorum. Referanslar [1] P. S. Sreetharan, J. P. Whitney, M. D. Strauss, and R. J. Wood, “Monolithic fabrication of millimeter-scalemachines,” J. Micromech. Microeng., 22, 2012. [2] D. M. Aukes, O. Ozcan, and R. J. Wood (2014 Monolithic Design and Fabrication of a 2-DOF Bio-Inspired Leg Transmission. In: Duff A., Lepora N.F., Mura A., Prescott T.J., Verschure P.F.M.J. (eds) Biomimetic and Biohybrid Systems. Living Machines 2014. Lecture Notes in Computer Science, vol 8608. Springer, Cham. [3] A. T. Baisch, O. Ozcan, B. Goldberg, D. Ithier, and R. J. Wood, “High Speed Locomotion for a Quadrupedal Microrobot,” The International Journal of Robotics Research, 33, 2014. [4] K. L. Hoffmann and R. J. Wood, “Turning gaits and optimal undulatory gaits for a modular centipede-inspired millirobot,” The 4th IEEE RAS/ EMBS Int.Conf. on Biomedical Robotics and Biomechatronics, Italy, 2012. [5] J.-S. Koh, E. Yang, G.-P. Jung, S.-P. Jung, J. H. Son, S.-I. Lee, P. G. Jablonski, R. J. Wood, H.-Y. Kim, and K.-J. Cho, “Jumping on water: Surfacetension-dominated jumping of water striders and robotic insects,” Science, 349, 2015. [6] S. Felton, M. Tolley, E. Demaine, D. Rus, and R. J. Wood, “A method forbuilding self-folding machines,” Science, 345, 2014. [7] K. C. Galloway, K. P. Becker, B. Phillips, J. Kirby, S. Licht, D. Tchernov, R. J. Wood, and D. F. Gruber, “Soft Robotic Grippers for Biological Sampling on Deep Reefs,” SoftRobotics, 3, 2016. [8] M. Wehner, R. L. Truby, D. J. Fitzgerald, B. Mosadegh, G. M. Whitesides, J. A. Lewis, and R. J. Wood, “An integrated design and fabrication strategy for entirely soft, autonomous robots,” Nature, 536, 2016. [9] M. T. Tolley, R. F. Shepherd, B. Mosadegh, K. C. Galloway, M. Wehner, M. Karpelson, R. J. Wood, and G. M. Whitesites, “ A Resilient, Untethered Soft Robot,” SoftRobotics, 1, 2014. [10] M. Duduta, R. J. Wood, and D. R. Clarke, “Multilayer Dielectric Elastomers for Fast, Programmable Actuation without Prestrech,” Advanced Materials, 28, 2016. [11] Y. Menguc, Y.-L. Park, H. Pei, D. Vogt, P. M. Aubin, E. Winchell, L. Fluke, L. Stirling, R. J. Wood, and C. J. Walsh, “Wearable soft sensing suit for human gait measurements,” The International Journal of Robotics Research, 33, 2014.

MEDYATABLET 2017 OCAK
MEDYATABLET 2017 MART
OCAK 2017